[发明专利]高韧性高抗冲聚丙烯树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及以聚丙烯树脂为基料的组合物，特别涉及通过熔融混合加入成核剂、润滑剂和抗氧剂等添加剂进行高韧性和高抗冲性改性的聚丙烯树脂组合物。

背景技术

聚丙烯树脂因原料来源丰富、合成工艺简单、价格低廉、综合性能良好等诸多优点而成为应用最为广泛的通用塑料之一。但聚丙烯树脂却存在韧性低、抗冲性能差的致命缺陷，分子链中引入适量(一般为5～20wt％)的共聚单体乙烯形成嵌段共聚物可明显改善聚丙烯树脂的韧性和抗冲性能，但这种化学改性的方法会受到耐热变形性能变差和刚性降低的制约，即它对聚丙烯树脂韧性和抗冲性能的提高是有限的，否则将导致聚丙烯树脂热变形温度的降低，以及导致硬度、弯曲强度等物理性能的变差。

聚丙烯或丙烯-乙烯共聚物均为半结晶的聚合物，不同之处在于丙烯-乙烯共聚物的规整性低以致结晶度相对较低，两者均可形成α、β、γ、δ等多种结晶状态，通常晶区主要由α和β晶型构成，而α晶型的比例远高于β晶型。β晶型聚丙烯或丙烯-乙烯共聚物的特性是具有良好的韧性，断裂伸长率、缺口冲击强度等物理性能明显优于α晶型。α晶型是或丙烯-乙烯共聚物最普通和最稳定的结晶形式，而β晶型在热力学上是准稳定型晶型，动力学上属于不利于生成的一种晶型，现有技术中多采用在聚合物中引入β晶型成核剂，以使其结晶时诱发形成β晶型。目前成熟使用的β晶型成核剂并不多，主要有N，N’-二环己基-2，6-萘二酰胺、N，N，N’，N’-四烷基对苯二甲酰胺等酰胺类化合物。这些已有的β晶型成核剂存在共同的缺陷，它们最多能使聚丙烯或聚丙烯-乙烯共聚物形成的晶区中含有70～80％的β晶型(测定方法为DSC法，即差热法)，以致对聚丙烯提高韧性和抗冲性能的改性不够理想。

发明内容

本发明提供了一种高韧性高抗冲聚丙烯树脂组合物，它含有一种复配的β晶型成核剂，在相同的结晶条件下，能使晶区中β晶型的比例提高到85％以上(DSC法)，可有效地弥补现有技术存在的缺陷。

以下是本发明具体的技术方案：

一种高韧性高抗冲聚丙烯树脂组合物，该组合物由聚丙烯树脂基料和添加剂经熔融混合造粒后制得。其中，聚丙烯树脂基料为丙烯-乙烯无规共聚物，其乙烯含量为5～20wt％，熔体流动速率为1～10g/10min；添加剂包括成核剂A、成核剂B、润滑剂以及抗氧剂。

成核剂A为具有如下结构的芳酰胺类化合物：

其中R、R’各自为C3～C8的烷基，Ar为如下结构的芳酰胺基：

成核剂B为具有如下结构的邻位二元羧酸盐：

其中X为C3～C8的单环烷基或多环烷基，M为IIB金属元素中的一种；

聚丙烯树脂基料和添加剂的重量比为1000∶1～10；

添加剂中成核剂A和成核剂B的重量比为1∶0.2～1，当成核剂A和成核剂B的总量为1重量份时，润滑剂为2～6重量份，抗氧剂为1～5重量份。

上述润滑剂可选用硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙和芥酸酰胺的混合物，当硬脂酸甘油酯为1重量份时，硬脂酸钙为0.8～1.5重量份，芥酸酰胺为0.8～1.2重量份。

上述抗氧剂可选用抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，抗氧剂1010和抗氧剂168的重量比为1∶0.3～0.6。

上述聚丙烯树脂基料和添加剂的重量比最好为1000∶3～6；添加剂中成核剂A和成核剂B的重量比最好为1∶0.2～0.6。

本发明的本质是采用了一种新的复配的β晶型成核剂，发明人通过大量的实验发现，在相同的结晶条件下，采用这种成核剂能使丙烯-乙烯共聚物晶区中β晶型的比例提高到85％以上(DSC法)。与现有技术相同，树脂中还加入了后加工必须的润滑剂和抗氧剂，润滑剂和抗氧剂并不因为采用了新的成核剂而提出特殊的要求，它们均可使用现有技术中常用的润滑剂和抗氧剂，以上技术方案中选用的仅为本发明推荐的。

与现有技术相比，本发明提供的聚丙烯树脂具有更为优良的韧性，抗冲性能(常、低温)得到明显的提高。

下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述。

在实施例中，各物性的测试标准分别为：

1)熔体流动速率：                   GB3682(230℃/2.160kg)

2)拉伸屈服应力：                   ASTM D638-2003

3)悬臂梁缺口冲击强度(23℃，-20℃)：ASTM D256-2006

4)弯曲模量：                       ASTM D790-2003